2019 Fiscal Year Annual Research Report
Postsynaptic calcineurin regulates input-specific synapse formation
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17K08485
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
宮崎 太輔 北海道大学, 保健科学研究院, 准教授 (90374230)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | プルキンエ細胞 / カルシニューリン / GABA / シナプス特異性 / 抑制性シナプス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【概要】小脳のプルキンエ細胞では興奮性および抑制性入力に対し、それぞれ棘突起型非対称性シナプスおよび樹状突起型対称性シナプスを形成するが、この入力依存的なシナプス結合様式がどのような分子機構によって実現されるかは不明な点が多い。本研究では、数あるシナプス分子の中で、カルシウム依存的脱リン酸化酵素カルシニューリンに着目した。カルシニューリンはシナプス伝達効率の長期的な低下である長期抑圧に関わっていることから、申請者は発達期におけるカルシニューリン依存的なシナプス伝達効率の長期変化が、入力選択的なシナプス後部形成に関わっているという仮説を立て、この実験的証明のためにカルシニューリン機能欠失マウスを用いた形態学的・電気生理学的解析を行った。これまでの研究から、カルシニューリンの触媒サブユニットであるCNB1が、小脳のプルキンエ細胞および抑制性介在ニューロンに発現しており、CNB1の機能欠失が抑制性終末－プルキンエ細胞棘突起間の異所性シナプス形成を有意に増加させることを明らかにしてきた。
【令和元年度の研究成果】
これまでの解析ではCNB1lox/lox::GluD2cre/+マウスを用いてシナプス後部におけるCNB1の分子欠損が抑制性終末密度の増加、抑制性終末－プルキンエ細胞棘突起間のミスマッチを引き起こすことを見出してきた。本年度はさらにIn Utero Electroporation法を用いてプルキンエ細胞特異的なCNB1機能欠失モデル（CNB1-PCKD）を作出・解析し、CNB1lox/lox::GluD2cre/+マウスで見られた表現型が再現されることを確認した。さらにCNB1-PCKDモデルでは樹状突起に形成される抑制性シナプス後部に発現するシナプス分子が有意に減少していることを明らかにした。以上の所見はシナプス後部のCNB1が抑制性シナプス分子発現、入力特異的なを制御していることを強く示唆しており、当該研究の作業仮説を支持するものであった。
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[Journal Article] Expression mapping, quantification, and complex formation of GluD1 and GluD2 glutamate receptors in adult mouse brain2020
Author(s)
Nakamoto C, Konno K, Miyazaki T, Nakatsukasa E, Natsume R, Abe M, Kawamura M, Yamasaki M, Sakimura K, Watanabe M.
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Journal Title
J. Comp. Neurol.
Volume: 528(6)
Pages: 1003-1027
DOI
Peer Reviewed
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